Средний химический состав мантии

02.07.2018
Если исходить из представления, что все внешние и внутренние оболочки Земли образовались при ее дифференциации (расслаивании), то в процессе уплотнения земного вещества легкие компоненты мигрировали к поверхности Земли, летучие составляющие (газы, вода) перемещались выше дневной поверхности в область низких давлений. Земная кора состоит преимущественно из легких гранитофильных элементов (Si, Al, Na, К и др.), мантия сохраняет состав, близкий хондритам, внешнее ядро обогащено сидерофильными (гранитофобными) элементами (Fe, Ni, Mg), а внутреннее — железное с примесью никеля.

В табл. 4.2., составленной по данным Б.Г. Лутца и А.Н. Тугаринова, показан состав хондритов, лунных пород и некоторых пород, имеющих мантийное происхождение. По мнению А.П. Виноградова, кора Луны не претерпела столь существенной дифференциации, как земная кора, поэтому в первом приближении может свидетельствовать о «лунной стадии» эволюции Земли, т. е. самой ранней стадии дифференциации литосферы.

Действительно, если состав Земли первоначально был близок хондритам, а в настоящее время мантии, то породы верхней мантии и лунной поверхности от него сильно отличаются. В значительной мере надежды геологов увидеть на Луне земную протокору оправдались, поскольку на Земле древнейшие породы, возраст которых был бы равен возрасту Земли, не найдены. Однако, если первичная кора Земли соответствовала по составу современной лунной, то следует предположить, что неоднородное строение Земли отмечалось уже на стадии аккреции первичного вещества: вначале шла концентрация первично тяжелого вещества (сидеритов), которое образовало будущее ядро планеты, затем более легкое — каменные метеориты (хондриты), а земная кора, гидросфера и атмосфера — дифференциаты мантии. Эта точка зрения достаточно гипотетична и большинством советских геологов не разделяется. Однако расчет баланса земного вещества, произведенный, в частности, советскими учеными и американскими специалистами, убеждает в ее правомочности. Кстати, она не противоречит теории О.Ю. Шмидта, согласно которой атмосфера ближних к Солнцу планет отсутствует не потому, что в этих планетах не было дифференциации, а вследствие сдувания ее с них световым давлением Солнца. Американский химик Г. Юри, в значительной мере дополнивший теорию О.Ю. Шмидта, доказывает возможность сдувания с малых планет не только легких газов, но и значительного количества петрогенных элементов и легких силикатов, чем объясняет наличие у малых планет крупных ядер, состоящих, по-видимому, из железа и никеля. В настоящее время железо-никелевый состав ядра и хондритовый состав мантии признается однозначно.